Д. А. Тилинин, Н. К. Глазачев, Р. Б. Айсанов
пэвм «океан 240»: конструкция и
методика отладки
(Продолжение. Начало см. в ММ 2,
4 за 1986 г.)
Персональная ЭВМ «Океан 240»
выполнена на одной печатной
плате размером 325X180 мм
(рис. 1) из фольгированного стекло-
текстолита толщиной 1,5 мм. На
сборочном чертеже (рис. 2) указаны
наименования интегральных схем и
полупроводниковых приборов. Обо-
значения элементов соответствуют
принципиальной электрической схе-
ме, опубликованной в №4 за 1986 г.,
за исключением некоторых измене-
ний, внесенных в схему позднее*:
установлены две дополнительные
перемычки S3, S4 (рис. 3);
линия VSU (вывод 25 BHCDD 67)
соединена со входом (13) DD31, вы-
вод (11) DD31 соединен с точкой
+В;
интегрирующая цепь в схеме фор-
мирователя выходного сигнала маг-
нитофона заменена дифференцирую-
щей, для чего потребовалось поме-
нять местами элементы R35, С4;
* Неточности в принципиальной схеме:
а) для БИС контроллера прерываний ну-
мерация выводов шины данных D0...D7
ошибочно указана в обратной последова-
тельности; номера выводов RD, WR долж-
ны быть 3 и 2 соответственно (было 2 и
3); б) нумерация выводов логического
вентиля 2ИЛИ—-НЕ ИС DD10 должна
быть: входы 12, 11, выход 13; в) тип
транзистора VT18 (КТ315Б вместо
КТ361Б).
в позицию DD8 вместо К555ЛН1
установлена ИС К531ЛН1;
изменены номиналы следующих
элементов: R55 — 750 Ом, R88 —
4,3к, R36 — 1,5к, R37 — 10 Ом,
R86 — 100 Ом, R35 — 5,1 к, R7 —
220 Ом, R16, R17, R18 — 3,3к, С4 —
0,033 мкФ, С15 — 0,68 мкФ.
В схеме использованы электроли-
тические конденсаторы типа К53-14
(С1, С13, С16, С22), остальные —
керамические типа КМ5-Б; все ре-
зисторы типа МЛТ-0,125. Трансфор-
матор Tpl выполнен на кольцевом
сердечнике МП 140 (К12X7X5 мм),
обмотка W1 содежит 30 витков,
W2 — 8 витков провода ПЭЛИ10-0,3.
Можно использовать ферритовый
сердечник М1500НМ, имеющий пло-
щадь поперечного сечения не менее
15 мм, в этом случае необходимо
увеличить сопротивление резистора
R85 до 300 Ом. Дроссель L1 (около
150 мкГн) намотан на ферритовое
кольцо диаметром 8 мм проводом
пЭЛИЮ-0,25 до заполнения.
Допускается замена микросхем
серии К555 на соответствующие ИС
серии К155, К531 (за исключением
DD5, DD6, DD28...DD32, DD33,
DD38...DD41), однако энергопо-
требление ПЭВМ при такой замене
возрастает. Вместо операционных
усилителей К544УД2 можно исполь-
зовать К140УД8А (Б). Транзисторы
КТ315, КТ361 могут быть заменены
любыми кремниевыми транзисторами
соответствующего типа проводимо-
сти с граничной частотой не менее
100 МГц и коэффициентом передачи
по току не менее 50. Транзистор
VT19 можно заменить на КТ819,
КТ817 с любым буквенным индек-
сом. Допустимые отклонения номи-
налов резисторов ±10%, конденса-
торов —20...+80 %, за исключением
элементов предусилителя-фильтра
(ОУ DA76), где номиналы должны
быть подобраны с точностью не ме-
нее 10%,
Соединение с внешними устрой-
ствами осуществляется разъемами
XI...Х5 типа СН051-30. Микросхемы
DDI, DD2, DD4, DD65, DD66 уста-
навливаются на панельки. Назначе-
ние перемычек S1...S4 приведено в
таблице.
Разработана простая методика
наладки ПЭВМ с помощью осцил-
лографа и тестера под управлением
тест-программы, записанной в УФ
РПЗУ К573РФ4. Тест-программа,
занимающая объем 1,5К байт
(рис. 4), состоит из набора тестов,
предназначенных для проверки ос-
новных функциональных узлов
ПЭВМ.
Перед установкой РПЗУ с тест-
программой в позицию DDI необ-
ходимо проверить правильность
сборки преобразователя напряжения
и убедиться в отсутствии замыканий
шин питания: 5, 12, —5, —12 В с
информационными шинами, шиной
«земля» и между собой. Эту рабо-
ту следует выполнить наиболее
тщательно, так как неисправности
такого рода могут привести к вы-
ходу из строя установленных на
плату ИС. На рис. 5 приведена
принципиальная схема соединений
ПЭВМ с внешними устройствами,
необходимыми для тестирования:
клавиатурой, ТВ-монитором, терми-
налом, кассетным магнитофоном,
печатающим устройством. Времен-
ная диаграмма обмена ЭВМ с кла-
виатурой приведена на рис. 6. Тер-
минал, имеющий интерфейс RS 232С
(скорость обмена 4800 Бод), исполь-
зуется для управления тест-про-
граммой и вывода сообщений о ре-
зультатах. При отсутствии термина-
ла запуск очередного текста осу-
ществляется с помощью микровы-
ключателя SA1 с нормально-замк-
нутыми контактами (на рис. 5 по-
казан : .....^ттпом). Цветной ТВ мо-
нитор, имеющий входы R, G, В,
подключается к соответствующим
выводам разъема XI. Сигнал SYNH
подается либо на вход синхрониза-
ции, либо при его отсутствии на
вход видеосигнала. Для подключе-
ния ТВ-приемника, не имеющего R,
G, В входов, потребуется доработ-
ка, заключающаяся в установке до-
полнительного разъема, на который
необходимо вывести входные сигна-
лы видеоусилителей R, G, В и вход
синхронизации. Кроме того, для
уменьшения влияния помех от пре-
дыдущих каскадов ТВ-приемника
может потребоваться установка вы-
ключателя, отключающего питание
УПЧИ. На рис. 7 приведена схема
доработки цветного ТВ-приемника
«Шилялис-Ц410». Обозначения на
рисунке соответствуют принципиаль-
ной электрической схеме приемника
ОЭ2.025.032 ТУ. Вход видеосигнала
черно-белого ТВ соединяется с вы-
ходом VIDEO кабелем, имеющим
волновое сопротивление 50..Л 50 Ом.
Амплитуда сигнала составляет 3 В
(двойной размах) (ее можно умень-
шить, установив резистор 50... 100 Ом
между выходом VIDEO и общим
проводом). При подключении кас-
сетного магнитофона особое внима-
ние следует обратить на экраниров-
ку соединительных проводов.
После включения литания +5 В
(потребляемый ток не должен пре-
вышать 1,8 А) проверяется наличие
питающих напряжений и «земли»
на соответствующих выводах микро-
схем; с помощью осциллографа
контролируется правильность рабо-
ты генератора тактовых сигналов
Ф1, Ф2 (см. «МП» Ко 4, рис. 2) и уст-
ройства синхронизации. При активном
сигнале RESET (клавиша SA2 на-
жата) выходные сигналы устройст-
ва синхронизации должны соответ-
ствовать временной диаграмме
(рис. 8). Дальнейшая наладка про-
изводится под управлением тест-
программы, проверяющей последо-
вательно работу узлов ПЭВМ: ви-
деопроцессора, ОЗУ, устройства
сопряжения с кассетным магнито-
фоном, интерфейса клавиатуры и
устройства печати, последователь-
ной линии связи, контроллера пре-
рываний и таймера. Сообщения о
результатах проверки выводятся на
терминал и сопровождаются звуко-
выми сигналами высокого тона
(1 кГц) в случае правильного про-
хода очередного теста и низкого
тона (400 Гц) при обнаружении
ошибки. Количество сигналов соот-
ветствует номеру теста (например,
8 коротких сигналов частотой 1 кГц
означают правильный проход теста
№ 8). При проверке ОЗУ предпо-
лагается, что его объем равен 128К
байт. Отметим, что в тест-програм-
ме не используются обращения к
подпрограммам и команды работы
со стеком, что позволяет выполнить
все проверки даже в случае неис-
правности ОЗУ»
Тест 1 запускается после включе*
ни я питания или сброса и предназ-
начен для проверки работоспособно-
сти программы, записанной в РПЗУ,
т. е. правильности соединения шин
адреса, данных управления, функ-
ционирования ЦП, контроллера си-
стемной шины данных DD3, дешиф-
ратора адресов DD11. Тест 1 выпол-
няет программирование БИС УВВ:
параллельных интерфейсов DD17,
DD67, DD78, DD80, последователь-
ного интерфейса DD72, контроллера
прерываний DD75 и таймера DD70
(частота на выходе счетчика 1 уста-
навливается равной 76 800 Гц, что
соответствует скорости обмена по
последовательному каналу 4800 Бод)^
При правильном выполнении про-
граммы на линию RS 232 выдается
сообщение «TEST 1 PASSED», со-
провождаемое одним звуковым сиг-
налом «проход» (1 кГц). Если этого
не происходит, необходимо прове-
рить работу теста в пошаговом ре-
жиме. После выдачи сообщения тест
1 выполняет циклический вывод воз-
растающих кодов в регистры РА,
РВ, PC параллельного интерфейса
DD80 для его проверки. После на-
жатия любой клавиши терминала
(либо кнопки SA2) вывод прекра-
щается и запускается тест 2.
Тест 2 (проверка видеопроцессора)
позволяет визуально контролировать
на экране ТВ работу устройства
отображения и выполняет следую-
щую последовательность действий:
запись в область видеоОЗУ (стра-
ница 1) информации, соответствую-
щей изображению шахматной доски
в цветном режиме;
включение изображения в цвет-
ном режиме;
сдвиг изображения по горизонта-
ли (влево, затем вправо);
то же, по вертикали (вверх, затем
вниз);
запись в область видеоОЗУ (стра-
ница 2) изображения шахматной
доски в монохромном режиме;
переключение страниц и включе-
ние монохромного режима;
последовательное включение семи
цветов фона;
выдача сообщения и ожидание
команды оператора.
При неустойчивом изображении ли-
бо при его отсутствии необходимо
проверить схему формирования син-
хросигнала (DD24...DD27, DD43,
DD12.3, DD12.4, DD6.3, DD6.4,
DD23.3, DD64) и видеосигнала
(DD34...DD37, DD65, DD66, VT1...
VT10) соответственно. В случае ис-
кажений изображения, появления
лишних элементов (вертикальные
полосы и т. п.), проверяются адрес-
ные мультиплексоры DD28...DD32,
буферные регистры DD38...DD41 и
микросхемы ОЗУ. Проверку ОЗУ
выполняют тесты 3 и 4.
Тест 3 (проверка шины данных
ОЗУ) выполняет последовательную
проверку ячеек ОЗУ на соответст-
вие записываемых и считываемых
8-разрядных слов (для значений 00
и FFH). По окончанию проверки
выдается сообщение «TEST 3 PAS-
SED» и 3 звуковых сигнала «про-
ход». При обнаружении ошибки вы-
дается сообщение «TEST 3 ERROR
AT ADDP NNNNN» (NNNNN-адрес
неверно считанного байта, старший
разряд адреса равен 0 для основ-
ного ОЗУ и 1 для дополнительного),
сопровождаемое звуковым сигналом
«ошибка». При отсутствии термина-
ла адрес байта может быть считан
с выходных линий БИС параллель-
ного интерфейса DD80 (РА — разря-
ды адреса А0...А7, РВ — А8...А15,
РСО — А16). После этого програм-
ма переходит к циклической записи-
считыванию указанного байта, что
позвол-яет выяснить причину ошибки
с помощью осциллографа* Для про-
должения тест-программы необходи-
мо нажать клавишу терминала.
Тест 4 (проверка адресов и реге-
нерации ОЗУ) выполняет запись в
ОЗУ кодов, являющихся функцией
адреса Х=(А AND OFFH)-f-(А/8),
где А — текущий адрес ячейки; вы-
держивает паузу 0,5 с, после чего
проверяется соответствие считывае-
мых кодов записанным. При оши-
бочном считывании выдается сооб-
щение «TEST 4 ERROR AT ADDR
NNNNN» и звуковой сигнал «ошиб-
ка». Запуск следующего теста по
нажатию клавиши терминала.
Тест 5 выполняет запись на кас-
сетный магнитофон тестового сигна-
ла, используемого в дальнейшем для
проверки усилителя -формирователя
считывания. Тест-сигнал представля-
ет собой периодически повторяемую
последовательность, временная диаг-
рамма которой приведена на рис. 9.
Амплитуда сигнала на линейном
входе магнитофона составляет
250 мВ (эффективное значение). По
команде оператора запись прекра-
щается и программа переходит к
тесту 6.
Тест 6 (проверка правильности
настройки усилителя-формирователя
(УФ) считывания). При запуске
теста б ЦП считывает состояние ло-
гического выхода УФ (вывод 20 БИС
DD78), измеряя при этом времен-
ные интервалы между переходами
сигнала из одного логического со-
стояния в другое. При обнаружении
несоответствия интервалов тестовому
сигналу, записанному ранее, на тер-
минал выдается знак «—», сопро-
вождаемый импульсом длитель-
ностью 5 мкс на линии РАО БИС
DD80, при правильном считыва-
нии — знак «+». Тестирование пре-
кращается при нажатии клавиши
терминала, после чего запускается
тест 7. При правильной настройке
УФ считывания и достаточном уров-
не воспроизводимого сигнала на од-
ной стороне кассеты С90 должно
быть не более двух сбоев (не счи-
тая нескольких начальных и послед-
него). Причиной частых сбоев мо-
жет быть плохое качество ленты,
сильные помехи от внешних источ-
ников, неправильная настройка уси-
лителя-формирователя. Работа УФ,
а также детектора межблочных про-
межутков контролируется осцилло-
графом (см. «МП» N9 4, рис. 2).
Тест 7 осуществляет ввод с кла-
виатуры 7-разрядных кодов симво-
лов и передачу их на терминал.
Коды символов передаются также
на выходные линии РА БИС парал-
лельного интерфейса DD80. Тест
прекращается при нажатии клавиши
терминала.
Тест 8 предназначен для проверки
контроллера прерываний DD75 и
системного таймера (счетчик 0 БИС
DD70). Таймер программируется в
режим делителя частоты (fBbix =
= 25 Гц), после чего проверяется
прерывание от таймера RST4. Пра-
вильный проход сопровождается со-
общением «TEST 8 PASSED» и
звуковым сигналом «проход», при
отсутствии прерываний выдается
сообщение «TEST 8 ERROR!». Тест
8 использует 3 ячейки ОЗУ с адре-
сами 20Н, 21Н, 22Н для записи
вектора прерывания, поэтому в слу-
чае неисправного ОЗУ может быть
выдано сообщение об ошибке даже
при ппавильнои работе логики пре-
рываний^
Тест 9 предназначен для проверки
устройства матричной печати
УВВПЧ-30-004 (либо аналогичного
УП с параллельным интерфейсом).
При запуске теста 9 на УП цикли-
чески выводятся коды символов в
возрастающей последовательности,
начиная с 20Н (пробел) и кончая
7ЕН. При отсутствии сигнала , го-
товности УП в течение 20 мс строб
данных снимается и выводится сле-
дующий символ. Это дает возмож-
ность контролировать работу интер-
фейса в отсутствии УП. При нажа-
тии клавиши терминала тест пре-
кращается и выводится сообщение
TEST 9 PASSED END. Повторный
запуск тест-программы производится
нажатием клавиши SA2 RESET.
Отладка в пошаговом режиме
позволяет обнаружить неисправность
на начальном этапе отладки (тест
1). Принципиальная схема простого
устройства для пошагового режима
приведена на рис. 10. Устройство
подключается к выводам GND, 5 В,
SYNC, READY Б PIC центрального
процессора и сигналу Ф2 TTL, сни-
маемому с выхода 5 ИС DD13. В
непрерывном режиме (светодиод
«Шаг» не светится) устройство не
оказывает влияния на работу ЦП.
При переводе в пошаговый режим
(кнопка . SA4 нажата) сигнал
READY переводится в состояние
«Лог. 0» в начале каждого цикла
обмена; ЦП при этом переходит в
состояние ожидания TW. При нажа-
тии кнопки SA3 ЦП переходит к
следующему циклу. Правильность
считывания данных из РПЗУ (рас-
печатка теста 1 приведена на рис.
11)? выполнения команд и програм-
мирования БИС УВВ контролирует-
ся осциллографом.
Описанная методика была прове-
рена при наладке четырех ПЭВМ.
При этом причиной неисправности
были технологические дефекты изго-
товления печатной платы, а также
неисправные комплектующие изде-
лия. Правильный проход всех девя-
ти тестов является достаточным
условием для работы монитора и
операционной системы ПЭВМ. Даль-
нейшие проверки (полный тест ОЗУ,
тест приоритетных прерываний, тест
устройств пользователя и т. п.) про»
изводятся пол упоавлением ОС.
Адрес для справок: 117218, Моск-
ва, ул. Красикова, 23, Институт
океанологии АН СССР.
Статья поступила 30 декабря 1986 г.
УДК 681.32
